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为探究 FVTF 抑制肝癌(HCC)细胞干性的机制,研究发现其靶向 DNMT1/miR-34a-5p/FoxM1 轴,或成治疗新希望。
肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)是全球范围内严重威胁人类健康的恶性肿瘤,它在癌症发病率排行榜上位居第五,而 5 年生存率却仅有 18%,是导致癌症相关死亡的第三大 “元凶”。尽管当前肝癌治疗手段不断发展,但治疗后癌症的复发和转移问题,使得患者的 5 年生存率依旧处于低位。这背后的 “罪魁祸首” 之一,便是肝癌中存在的少量癌症干细胞(Cancer Stem Like Cells,CSLCs)。这些干细胞如同隐藏在肿瘤中的 “种子”,不仅能促进肿瘤的发生、转移,还会让肿瘤对各种治疗手段产生抗性。因此,找到能够精准打击肝癌干细胞的药物,并揭开其作用机制,成为了肝癌治疗领域的关键课题。
中南大学湘雅医院等机构的研究人员勇挑重担,针对这一难题展开了深入研究。他们将目光聚焦于一种源自中药蔓荆子(Fructus Viticis)的新型候选制剂 —— 蔓荆子总黄酮(Fructus Viticis Total Flavonoids,FVTF)。此前研究虽已发现 FVTF 具有抗癌活性,但它抑制肝癌细胞干性的具体机制却始终是个谜。经过一系列严谨的实验,研究人员发现 FVTF 可以通过靶向 DNMT1/miR-34a-5p/FoxM1 轴,有效抑制肝癌细胞的干性。这一发现意义重大,为肝癌的治疗提供了新的潜在药物和治疗靶点,相关研究成果发表在《Chinese Medicine》上。
为了开展这项研究,研究人员采用了多种关键技术方法。他们运用超高效液相色谱 - 质谱联用仪(UPLC-MS/MS)对 FVTF 的成分进行分析鉴定;通过肿瘤球形成实验、软琼脂集落形成实验等体外实验,以及构建裸鼠异种移植模型进行体内实验,评估 FVTF 对肝癌细胞干性的影响;利用 PCR 阵列、定量实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)等技术筛选和验证相关基因和微小 RNA(miRNA)的表达变化;借助双荧光素酶报告基因实验、焦磷酸测序等方法探究分子间的调控机制;同时,使用肝癌组织芯片(TMA)进行免疫组化和原位杂交实验,分析相关分子在临床样本中的表达及意义。
在研究结果方面,首先是 FVTF 的成分鉴定。通过 UPLC-MS/MS 分析,研究人员从 FVTF 中成功鉴定出 26 种化合物,其中包括 10 种黄酮类化合物,且发现化合物 19(川陈皮素,Nobiletin)在 FVTF 中含量最为丰富。
接着是 FVTF 对肝癌细胞干性的抑制作用。体外实验中,研究人员用不同浓度的 FVTF 处理 MHCC97H 和 SK-Hep-1 肝癌细胞,结果显示 FVTF 能够以剂量依赖的方式降低肿瘤球和软琼脂集落的形成能力,同时减少 CD44 蛋白以及 BMI1、OCT4 和 SOX2 等 mRNA 的表达水平。在体内实验中,给接种了 MHCC97H 细胞的裸鼠灌胃 FVTF,发现 FVTF 可以显著抑制肿瘤的形成频率和生长速率,降低肿瘤起始能力。这一系列实验充分表明,FVTF 在体外和体内都能有效抑制肝癌细胞的干性。
然后是 FVTF 的作用机制探究。研究人员通过 PCR 阵列筛选出 FVTF 处理前后 MHCC97H 细胞中差异表达的癌症干细胞相关基因,发现 FoxM1 和 DNMT1 明显下调,同时通过 qRT-PCR 鉴定出 miR-34a-5p 显著上调,这表明它们可能是 FVTF 在肝癌细胞中的作用靶点。进一步研究发现,FVTF 可以剂量依赖性地下调 DNMT1 的 mRNA 和蛋白水平,且通过双荧光素酶报告基因实验证实 FoxM1 是 miR-34a-5p 的直接靶基因。此外,FVTF 还能降低 miR-34a-5p 启动子的甲基化频率,而过表达 DNMT1 则会恢复其甲基化水平,这说明 FVTF 通过下调 DNMT1 表达使 miR-34a-5p 启动子去甲基化,进而上调 miR-34a-5p 表达,最终降低 FoxM1 的表达,即 FVTF 通过靶向 DNMT1/miR-34a-5p/FoxM1 轴发挥作用。
最后是 DNMT1、miR-34a-5p 和 FoxM1 在肝癌组织中的表达相关性及临床意义。研究人员对包含 92 例肝癌组织和 88 例配对癌旁组织的肝癌组织芯片进行检测,发现肝癌组织中 DNMT1 和 FoxM1 的表达水平显著高于癌旁组织,而 miR-34a-5p 的表达则明显降低。进一步分析发现,DNMT1 与 miR-34a-5p 表达呈负相关,与 FoxM1 表达呈正相关,且高 DNMT1、低 miR-34a-5p 和高 FoxM1 水平与肝癌患者的癌症复发相关。生存分析和 Cox 回归分析表明,DNMT1、miR-34a-5p 和 FoxM1 的组合可作为肝癌患者无病生存期(DFS)和总生存期(OS)的独立预后指标。
综合研究结论和讨论部分,这项研究首次系统地揭示了 FVTF 抑制肝癌细胞干性的分子机制,即通过靶向 DNMT1/miR-34a-5p/FoxM1 轴发挥作用。同时,发现这一轴与肝癌的复发和预后密切相关,为肝癌的治疗提供了新的潜在药物 FVTF,以及新的预后预测标志物组合(DNMT1、miR-34a-5p 和 FoxM1)。这不仅为肝癌的基础研究提供了重要理论依据,也为未来开发更有效的肝癌治疗策略带来了新的希望,有望推动肝癌治疗领域的进一步发展,为广大肝癌患者带来福音。
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